專利名稱：地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地鐵隧道的熱負荷主要來自于地鐵列車的發(fā)熱，該部分熱量占地鐵系統(tǒng)發(fā)熱總量的2/3左右，具體地說，這部分熱量又由以下幾部分組成列車制動散熱熱量、加速損失熱量、列車阻力熱量、地鐵列車空調(diào)冷凝器發(fā)熱熱量，這些熱量主要通過以下幾種方式排出隧道一是利用列車在高速運動時產(chǎn)生的“活塞風”排熱，該活塞風的風量很大，是隧道內(nèi)通風換氣的主要動力；二是利用設(shè)置于站臺下或軌道頂部的軌道排熱風機；對于其余通過屏蔽門傳導及屏蔽門開門時的對流傳至車站的熱量，則由車站通風空調(diào)系統(tǒng)排出車站。對第二種排熱方式來說，軌道排熱風機通常設(shè)在站臺下靠近車站軌行區(qū)一側(cè)或軌行區(qū)頂部，以此減少列車發(fā)熱對站臺及區(qū)間的影響，當列車在車站附近時，由于沒有活塞風且軌道排熱風機離熱源很近，其排熱效果明顯；但當列車離車站較遠時，列車因高速運動產(chǎn)生的活塞風的風量比軌道排熱風機的風量大的多(單隧道活塞風的風量一般約為單側(cè)站臺兩臺排熱機的有效總風量的兩倍)，同時軌道排熱風機離熱源較遠，所以此時軌道排熱風機基本上沒有發(fā)揮作用，其滿負荷工作不僅會造成較大的能源浪費，還可能將站臺外的熱空氣引入隧道，造成不必要的屏蔽門泄漏風現(xiàn)象，極不合理。另外一方面，由于軌道排熱風機的功率較大，通常為了避免其電機的啟動對電網(wǎng)造成沖擊干擾，地鐵軌道排熱風機采用變頻器進行驅(qū)動，不過就目前而言，采用變頻器驅(qū)動的軌道排熱風機仍采用開關(guān)控制，即軌道排熱風機從地鐵運營開始一直持續(xù)運轉(zhuǎn)至運營結(jié)束，其中在地鐵運營的初期、近期、遠期排熱風機工作狀態(tài)的區(qū)別僅僅在于運轉(zhuǎn)速度有所差別，具體地說，排熱風機在地鐵運營遠期的運轉(zhuǎn)速度大于初近期，不過同樣地，這種控制方法也存在其固有缺陷如在地鐵運營的遠期，當列車遠離站臺軌道后排熱風機仍然高速運轉(zhuǎn)仍然會造成能源的浪費，而在地鐵運營的初近期，該方法除了在列車遠離站臺軌道時排熱風機無效運轉(zhuǎn)造成能源浪費外，在列車停靠站臺時排熱風機未全速運轉(zhuǎn)又會導致排熱效果不佳，使得部分熱量通過屏蔽門傳導及屏蔽門開門時的對流傳至車站，增加了車站空調(diào)系統(tǒng)的負擔。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的，就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，該節(jié)能系統(tǒng)實現(xiàn)了對排熱風機轉(zhuǎn)速的實時調(diào)整，避免了排熱風機持續(xù)處于大功率狀態(tài)，在有效排出軌行區(qū)熱量的同時降低了排熱風機能耗。為了達到以上目的，采用以下技術(shù)方案一種地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，包括用于排出隧道熱量的排熱風機，用于檢測列車位置的傳感器，用于采集傳感器信號的I/O模塊和用于對來自I/O模塊的信號進行處理并發(fā)送指令給排熱風機控制單元的可編程控制器，傳感器通過I/O模塊連接可編程控制器的輸入端，排熱風機的控制單元連接于可編程控制器的輸出端，可編程控制器根據(jù)輸入信號的變化指令排熱風機控制單元調(diào)整排熱風機的轉(zhuǎn)速。進一步地，列車停站時排熱風機的轉(zhuǎn)速高于列車離站后排熱風機的轉(zhuǎn)速。為了實現(xiàn)非接觸感測，所述傳感器為非接觸式傳感器。進一步地，所述非接觸式傳感器為紅外線光電開關(guān)。更近一步地，所述非接觸式傳感器分別設(shè)置于與?？康牧熊囀孜矁晒?jié)車廂相鄰的站臺頂部，其安裝高度低于車廂頂蓋所在的高度。再進一步地，所述非接觸式傳感器的數(shù)量為2-8個。根據(jù)排熱風機安裝方式的不同，所述排熱風機設(shè)置于站臺下方或軌行區(qū)頂部，所述排熱風機的進風口與隧道連通。為了與現(xiàn)有技術(shù)兼容，所述排熱風機的控制單元為變頻器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)的有益效果在于通過對列車是否在站臺做出判別并根據(jù)判別結(jié)果控制排熱風機的運行情況，實現(xiàn)了對排熱風機轉(zhuǎn)速的實時調(diào)整，避免了排熱風機持續(xù)處于大功率狀態(tài)，在有效排出軌行區(qū)熱量的同時降低了排熱風機能耗，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可直接并入地鐵的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，投入較小，
可靠性高。
圖1是本實用新型所述地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)的控制原理圖。圖2是本實用新型所述地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)的傳感器安裝位置示意圖。圖3是本實用新型所述地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)的排熱風機控制流程圖。圖中11 14-傳感器；21-車頭位置；22-車尾位置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做出進一步說明參見圖1，本實用新型所述的地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，包括排熱風機，用于排出隧道熱量；傳感器，用于檢測列車位置；I/O模塊，用于采集傳感器信號；可編程控制器，用于對來自I/O模塊的信號進行處理并發(fā)送指令給排熱風機控制單元；其中傳感器通過I/O模塊連接可編程控制器的輸入端，排熱風機的控制單元連接于可編程控制器的輸出端，可編程控制器根據(jù)輸入信號的變化指令排熱風機控制單元調(diào)整排熱風機的轉(zhuǎn)速。作為優(yōu)選實施例，由于地鐵車站均設(shè)置了用于控制包括軌道排熱風機在內(nèi)的通風空調(diào)、給排水、低壓配電與照明設(shè)備的環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，該環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)一般在
4地鐵車站站臺設(shè)置有預留了連接位的I/O模塊，所以在實際應用中，通常不用單獨添置I/ 0模塊，同時也可以直接利用該環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的控制器作為本系統(tǒng)的可編程控制器， 此外，為了實現(xiàn)非接觸檢測，系統(tǒng)傳感器采用非接觸式傳感器，優(yōu)選為紅外線光電開關(guān)，為了與現(xiàn)有設(shè)備兼容，排熱風機控制單元可以是變頻器，排熱風機可設(shè)置于站臺下方或軌行區(qū)頂部，所述排熱風機的進風口與隧道連通。 參見圖2，因為列車每次?？吭谡九_的位置相對固定，以右線隧道為例，列車停止在站臺時，其車頭車尾所在的位置分別為21和22，則將非接觸式傳感器11和12分別設(shè)置于與?？康牧熊囀孜矁晒?jié)車廂相鄰的站臺頂部，非接觸式傳感器11和12的安裝高度h低于車廂頂蓋所在的高度H，為了避免非接觸式傳感器可能的誤測，可分別為列車車頭和車位的檢測區(qū)設(shè)置兩個非接觸式傳感器，所以對于一個單隧道的車站來說，每個站臺需要2個或4個傳感器，對于一個雙隧道的車站來說，每個站臺需要4個或8個傳感器。 基于以上硬件結(jié)構(gòu)，參見圖3，本實用新型所述地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)工作原理如下以右線隧道為例，當列車尚未進入站臺，非接觸式傳感器11和非接觸式傳感器12均未感測到信號，艮P Il = 0，12 = 0 ；列車進入站臺時，Il = 0，12 = 1 ；列車?？空九_時，Il = 1，12 = 1 ；列車駛離站臺時，II = 1，12 = 0 ；其中In = 0表示列車位于該光電開關(guān)的檢測區(qū)域內(nèi)，In = 1表示列車位不在該光電開關(guān)的檢測區(qū)域，η = 1,2,3,4... 0光電開關(guān)將以上信號通過I/O模塊上傳給可編程控制器，可編程控制器可根據(jù)以下邏輯表達式做出判斷IF 12| 12 = 1,THEN Ol = 1 ；OR Ol = O ；其中Ol = O表示低速運轉(zhuǎn)指令，Ol = 1表示全速運轉(zhuǎn)指令。排熱風機控制單元在接收到以上指令后調(diào)整排熱風機的電機做出相應轉(zhuǎn)速調(diào)整， 最終達到根據(jù)輸入信號的不同對排熱風機的轉(zhuǎn)速做出調(diào)整的目的。應該理解，本實用新型所保護范圍并不限于以上具體實施例，凡屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動即可實施的基于本實用新型的技術(shù)方案和技術(shù)手段的修改均應落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括用于排出隧道熱量的排熱風機，用于檢測列車位置的傳感器，用于采集傳感器信號的I/O模塊和用于對來自I/O模塊的信號進行處理并發(fā)送指令給排熱風機控制單元的可編程控制器，傳感器通過I/O模塊連接可編程控制器的輸入端，排熱風機的控制單元連接于可編程控制器的輸出端，可編程控制器根據(jù)輸入信號的變化指令排熱風機控制單元調(diào)整排熱風機的轉(zhuǎn)速。
2.如權(quán)利要求1所述的地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，列車停站時排熱風機的轉(zhuǎn)速高于列車離站后排熱風機的轉(zhuǎn)速。
3.如權(quán)利要求1所述的地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器為非接觸式傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述非接觸式傳感器為紅外線光電開關(guān)。
5.如權(quán)利要求3所述的地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述非接觸式傳感器分別設(shè)置于與停靠的列車首尾兩節(jié)車廂相鄰的站臺頂部，其安裝高度低于車廂頂蓋所在的高度。
6.如權(quán)利要求3所述的地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述非接觸式傳感器的數(shù)量為2-8個。
7.如權(quán)利要求1所述的地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述排熱風機設(shè)置于站臺下方或軌行區(qū)頂部，所述排熱風機的進風口與隧道連通。
8.如權(quán)利要求1所述的地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述排熱風機的控制單元為變頻器。
專利摘要本實用新型涉及一種地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)，包括排熱風機，傳感器，I/O模塊和可編程控制器，傳感器通過I/O模塊連接可編程控制器的輸入端，排熱風機的控制單元連接于可編程控制器的輸出端，可編程控制器根據(jù)輸入信號的變化指令排熱風機控制單元調(diào)整排熱風機的轉(zhuǎn)速，該系統(tǒng)通過對列車是否在站臺做出判別并根據(jù)判別結(jié)果控制排熱風機的運行情況，實現(xiàn)了對排熱風機轉(zhuǎn)速的實時調(diào)整，避免了排熱風機持續(xù)處于大功率狀態(tài)，在有效排出軌行區(qū)熱量的同時降低了排熱風機能耗，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可直接并入地鐵的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，投入較小，可靠性高，是一種實用，高效的地鐵軌道排熱風機節(jié)能控制系統(tǒng)。
文檔編號F04D27/00GK202073820SQ201120180039
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者劉 文, 唐敏, 徐明杰, 毛宇豐, 湛維昭, 王迪軍, 羅輝, 靳守杰, 韓瑤 申請人:廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司